В производстве авиационной и ракетно-космической техники особое место занимают сложные технологические процессы, применяемые при изготовлении ракетных двигателей и высоконагруженных узлов пневмо-гидравлической системы ракетоносителя из жаропрочных сплавов. Технология выборочного лазерного плавления позволяет в несколько раз сократить время и количество технологических операций, а число необходимого основного оборудования, численность которого измеряется в десятках – уменьшить до нескольких единиц.

Также актуальным направлением в производстве деталей авиационно-космического назначения является топологическая оптимизация («удаление» неработающей части конструкции) для обеспечения минимальной массы и максимальной прочности, уменьшение затрат энергоресурсов во время полета связанное с преодолением сил трения, воздушного сопротивления и уравновешивание своей массы.

Селективное лазерное плавление (SLM) - это технология аддитивного производства при которой с помощью лазера можно изготавливать детали с высокими механическими свойствами и со сложной геометрией, в том числе решая задачи топографической оптимизации. Однако, оптимальные технологические параметры SLM-процесса для металлических материалов сложно предсказать.

Выполнена отработка основных параметров печати для жаропрочного никель-хромового сплава «Инконель 718» на машине Альфа-150 производства компании ООО «Аддитивные Лазерные Технологии Украины» (рис.1).

Рисунок 1 - 3-D принтер «Alfa-150» (ООО «ALT Украина»).

Установлено, что оборудование производства LLC «Additive Laser Technology of Ukraine» (Днепр) позволяет реализовывать SLM-процесс и осуществлять изготовление изделий из сплава INCONEL 718 с высокой плотностью металла.

Показана взаимосвязь параметров процесса и микроструктуры, что обусловливает необходимость разработки обоснованных режимов процесса SLM для изделий различного назначения. В связи с этим, дальнейшие исследования были направлены на установление закономерностей формирования микроструктуры при различных параметрах процесса SLM.

Для разработки технологии изготовления изделий методом SLM были исследованы параметры единичных треков, единичных слоев, объемных тестовых образцов простой формы с различными режимами процесса. Результаты исследований позволили установить рациональные параметры технологии, обеспечивающие высокое качество готовых изделий: плотность металла, шероховатость поверхностей под различным углом наклона, комплекс механических свойств.

Подтверждена возможность реализации и перспективность использования SLM технологии для создания деталей и конструкций для авиационно-космической техники, позволяя сократить время и затраты на их проектирование и создание.